JP4527778B2 - Construction machinery drum rotating device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーン等の走行装置、ロープウインチ等に好適に用いられる建設機械のドラム回転装置に関する。 The present invention relates to a drum rotating device for a construction machine that is preferably used for a traveling device such as a hydraulic excavator or a hydraulic crane, a rope winch, or the like.
一般に、油圧ショベル、ホイールローダ等の建設機械の走行装置には、履帯を駆動するスプロケットが取付けられたドラム、あるいは車輪が取付けられたドラムを回転させるドラム回転装置が設けられている。また、油圧クレーン等に搭載されるロープウインチには、ロープの巻取り、巻出しを行うドラムを回転させるドラム回転装置が設けられている(例えば、特開2000−9017号公報、特開平1−153840号公報、特開昭60−183498号公報参照)。 In general, a traveling device of a construction machine such as a hydraulic excavator or a wheel loader is provided with a drum rotating device that rotates a drum to which a sprocket for driving a crawler belt is attached or a drum to which a wheel is attached. Further, a rope winch mounted on a hydraulic crane or the like is provided with a drum rotating device that rotates a drum that winds and unwinds the rope (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-9017, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 1). No. 153840 and JP-A-60-183498).
ここで、従来技術によるドラム回転装置は、駆動源となる油圧モータと、ドラムの内周側に設けられ油圧モータの回転を減速してドラムに伝達する減速機構と、油圧モータの出力軸と減速機構との間を連結する連結軸とを備えて構成されている。そして、このドラム回転装置は、油圧モータの回転を減速機構によって減速することにより、ドラムを大きなトルクをもって回転させるものである。 Here, the drum rotating apparatus according to the prior art includes a hydraulic motor serving as a driving source, a speed reducing mechanism that is provided on the inner peripheral side of the drum and decelerates the rotation of the hydraulic motor and transmits it to the drum, and an output shaft of the hydraulic motor. And a connecting shaft that connects the mechanism. The drum rotating device rotates the drum with a large torque by decelerating the rotation of the hydraulic motor by a reduction mechanism.
また、この種のドラム回転装置には、通常、油圧モータが停止しているときには連結軸に制動を与え、油圧モータが回転しているときには連結軸への制動を解除するネガティブ型の湿式多板ブレーキが設けられている。そして、この湿式多板ブレーキは、減速機構と一緒にドラムの内周側にコンパクトに配設され、ドラム回転装置全体を小型化する構成となっている。 Also, in this kind of drum rotating device, a negative type wet multi-plate which normally applies braking to the connecting shaft when the hydraulic motor is stopped and releases braking to the connecting shaft when the hydraulic motor is rotating. A brake is provided. The wet multi-plate brake is compactly disposed on the inner peripheral side of the drum together with the speed reduction mechanism, and is configured to reduce the size of the entire drum rotating device.
ところで、上述した従来技術のドラム回転装置に用いられる油圧モータは、エンジンによって駆動される油圧ポンプから圧油が給排されることにより、出力軸を回転させるものである。このため、ドラム回転装置の作動時には、エンジンから排出される排気ガス等によって周囲の環境を汚染してしまう上に、エンジンの作動時に発生する騒音によって作業環境が低下してしまうという問題がある。 By the way, the hydraulic motor used in the above-described conventional drum rotating apparatus rotates the output shaft by supplying and discharging pressure oil from a hydraulic pump driven by an engine. For this reason, when the drum rotating device is operated, there is a problem that the surrounding environment is contaminated by exhaust gas discharged from the engine and the working environment is lowered by noise generated when the engine is operated.
これに対し、油圧モータに代えて電動モータを駆動源として用いたドラム回転装置が知られており、このドラム回転装置は、バッテリ等の電源からの給電によって電動モータを駆動することにより、排気ガスや騒音の発生を抑えることができるものである(例えば、特開平11−155256号公報参照)。 On the other hand, a drum rotating device using an electric motor as a driving source instead of a hydraulic motor is known, and this drum rotating device drives an electric motor by supplying power from a power source such as a battery, thereby exhaust gas. And generation of noise can be suppressed (see, for example, JP-A-11-155256).
ところで、電動モータを用いたドラム回転装置においては、バッテリ等の電源を有効に利用するため、湿式多板ブレーキに代えてネガティブ型の乾式電磁ブレーキを用いることが望ましい。 Incidentally, in a drum rotating device using an electric motor, it is desirable to use a negative dry electromagnetic brake instead of a wet multi-plate brake in order to effectively use a power source such as a battery.
しかし、電動モータを用いたドラム回転装置において、ドラム内に減速機構と一緒に潤滑油が収容されている場合には、ネガティブ型の乾式電磁ブレーキを、引火性を有する潤滑油から隔絶した状態でドラムの内周側にコンパクトに配設するのが困難であるという問題がある。 However, in a drum rotating device using an electric motor, when lubricating oil is housed in the drum together with the speed reduction mechanism, the negative dry electromagnetic brake is isolated from the flammable lubricating oil. There is a problem that it is difficult to arrange in a compact manner on the inner peripheral side of the drum.
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、ネガティブ型の乾式電磁ブレーキを、潤滑油から隔絶した状態でドラムの内周側にコンパクトに収容することができるようにした建設機械のドラム回転装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and is a construction machine in which a negative dry electromagnetic brake can be compactly accommodated on the inner peripheral side of a drum in a state isolated from the lubricating oil. An object of the present invention is to provide a drum rotating device.
上述した課題を解決するため、本発明に係る建設機械のドラム回転装置は、軸方向の一側が開口し軸方向の他側が蓋部となって閉塞された筒状に形成され、建設機械の機体に固定して取付けられる支持部材と、該支持部材の軸方向一側に設けられ、外部から給電されることにより該支持部材に向けて延びる出力軸を回転させる電動モータと、軸方向の一側が開口し軸方向の他側が閉塞された筒状に形成され、軸方向の一側が前記支持部材の外周に軸受を介して回転可能に支持されたドラムと、該ドラム内に潤滑油に浸漬した状態で収容された1段または複数段の減速段を有し、入力された回転を減速し該ドラムを回転する減速機構と、前記支持部材内を軸方向に伸長して設けられ、軸方向の一側が前記電動モータの出力軸に連結され、軸方向の他側が前記支持部材の蓋部に回転可能に支持されると共に前記減速機構に連結された連結軸と、前記支持部材内に収容して設けられ、前記電動モータが停止しているときに前記連結軸に制動を与え、前記電動モータが回転しているときに前記連結軸への制動を解除するネガティブ型の乾式電磁ブレーキと、前記支持部材とドラムの一側端の開口部との間を液密にシールする第1のシール部材と、前記支持部材の蓋部と連結軸との間を液密にシールする第2のシール部材とを備え、前記乾式電磁ブレーキは前記連結軸の軸方向に離間して2個設けたことを特徴としている。 To solve the problems described above mentioned, the drum rotation device for a construction machine according to the present invention, the other side of the one side in the axial direction is open axial direction is formed in a cylindrical shape which is closed by a lid, of the construction machine A support member fixedly attached to the airframe, an electric motor provided on one side in the axial direction of the support member and rotating toward the support member by being supplied with power from the outside; The drum is formed in a cylindrical shape that is open on the other side and closed on the other side in the axial direction. A reduction mechanism that has one or a plurality of reduction stages accommodated in a state, and that is provided with a reduction mechanism that decelerates the input rotation and rotates the drum, and extends in the axial direction in the support member. One side is connected to the output shaft of the electric motor, and the axial direction The other side is rotatably supported by the lid portion of the support member and is connected to the speed reduction mechanism, and is housed in the support member and is connected when the electric motor is stopped. Liquid is applied between a negative dry electromagnetic brake that applies braking to the shaft and releases braking to the connecting shaft when the electric motor is rotating, and an opening at one end of the drum. A first seal member that tightly seals, and a second seal member that liquid-tightly seals between the lid portion of the support member and the connecting shaft, and the dry electromagnetic brake is disposed in an axial direction of the connecting shaft. It is characterized in that two are provided apart .
このような構成としたことにより、支持部材とドラムの一側端の開口部との間を第1のシール部材によってシールし、支持部材の蓋部と連結軸との間を第2のシール部材によってシールすることができ、支持部材内に収容したネガティブ型の乾式電磁ブレーキをドラム内の潤滑油から隔絶することができる。従って、乾式電磁ブレーキを用いて、電動モータが停止しているときには連結軸に制動を与え、電動モータが回転しているときには連結軸に対する制動を解除することができる。 With such a configuration, the space between the support member and the opening at one end of the drum is sealed by the first seal member, and the space between the lid portion of the support member and the connecting shaft is the second seal member. The negative dry electromagnetic brake housed in the support member can be isolated from the lubricating oil in the drum. Accordingly, the dry electromagnetic brake can be used to apply braking to the connecting shaft when the electric motor is stopped, and release the braking to the connecting shaft when the electric motor is rotating.
また、電動モータと減速機構とが取付けられる支持部材内に、潤滑油から隔絶した状態で乾式電磁ブレーキをコンパクトに収容することができるので、乾式電磁ブレーキを備えたドラム回転装置全体の小型化を図ることができる。 In addition, the dry electromagnetic brake can be compactly accommodated in the support member to which the electric motor and the speed reduction mechanism are attached, while being isolated from the lubricating oil, so that the entire drum rotating device equipped with the dry electromagnetic brake can be reduced in size. Can be planned.
また、支持部材内に連結軸の軸方向に離間して2個の乾式電磁ブレーキを設けることにより、電動モータの停止時に連結軸に対して大きな制動力を与えることができ、ドラムを確実に停止させておくことができる。この場合、2個の乾式電磁ブレーキ間には放熱用の空間が形成されるので、乾式電磁ブレーキが通電されることにより熱を発生したとしても、この熱を空間内に効率よく放熱することができる。この結果、乾式電磁ブレーキの耐久性を高め、ドラム回転装置の信頼性を高めることができる。 In addition, by providing two dry electromagnetic brakes spaced apart in the axial direction of the connecting shaft in the support member, a large braking force can be applied to the connecting shaft when the electric motor is stopped, and the drum is stopped reliably. I can leave it to you. In this case, since a space for heat dissipation is formed between the two dry electromagnetic brakes, even if heat is generated when the dry electromagnetic brake is energized, this heat can be efficiently radiated into the space. it can. As a result, the durability of the dry electromagnetic brake can be enhanced and the reliability of the drum rotating device can be enhanced.
また、請求項2の発明は、前記2個の乾式電磁ブレーキは、前記支持部材内に軸方向一側の開口から蓋部に向けて同一方向に組込むことを特徴としている。
Also, the invention of
このような構成によれば、2個の乾式電磁ブレーキは、それぞれ支持部材の軸方向一側の開口から蓋部に向けて同一方向に組込むことができ、当該支持部材内に取付けることができる。これにより、乾式電磁ブレーキを支持部材に取付けるときの作業性を高めることができる。 According to such a configuration, each of the two dry electromagnetic brakes can be assembled in the same direction from the opening on one side in the axial direction of the support member toward the lid, and can be mounted in the support member. Thereby, workability | operativity when attaching a dry electromagnetic brake to a support member can be improved.
また、請求項3の発明は、前記連結軸は、軸方向の一側が前記電動モータの出力軸に連結され外周面にスプライン部が設けられたカップリングと、軸方向の一側が該カップリングに連結され軸方向の他側が前記減速機構に連結された入力軸とを有し、前記乾式電磁ブレーキは、前記カップリングのスプライン部に噛合し該カップリングと一体に回転する回転板と、前記カップリングの軸方向に移動可能に設けられ該回転板と摩擦係合する非回転板と、外部からの給電によって該非回転板と前記回転板との摩擦係合を解除する電磁コイルとを備えたことを特徴としている。
Also, the invention of
このように、電動モータの出力軸と減速機構との間を連結する連結軸を、カップリングと入力軸とにより構成することにより、例えば減速機構に入力軸を連結した状態で、当該入力軸と電動モータの出力軸とをカップリングによって容易に連結することができる。この結果、電動モータの出力軸と減速機構との間を連結するときの作業性を高めることができる。 Thus, by configuring the connecting shaft that connects the output shaft of the electric motor and the speed reduction mechanism with the coupling and the input shaft, for example, in a state where the input shaft is connected to the speed reduction mechanism, The output shaft of the electric motor can be easily connected by coupling. As a result, workability when connecting the output shaft of the electric motor and the speed reduction mechanism can be improved.
一方、請求項4の発明は、前記支持部材内には、該支持部材を前記機体に取付けた状態で前記乾式電磁ブレーキよりも上,下方向の上側となる部位にコネクタ収容部を設け、該コネクタ収容部には、前記乾式電磁ブレーキに接続された内部配線を外部配線に接続するコネクタを収容することを特徴としている。
Hand, the invention of
この構成により、支持部材と電動モータとの取付部位から支持部材内に雨水等が浸入したとしても、この雨水等がコネクタに付着するのを抑えることができ、電磁ブレーキの信頼性を高めることができる。 With this configuration, even if rainwater or the like enters the support member from the attachment site between the support member and the electric motor, the rainwater or the like can be prevented from adhering to the connector, and the reliability of the electromagnetic brake can be improved. it can.
さらに、請求項5の発明は、前記機体は装軌式車両の下部走行体を構成するトラックフレームであり、前記ドラムの外周側には履帯に噛合するスプロケットを固定して設け、前記電動モータと前記減速機構とは、前記履帯の横幅寸法内に収めることを特徴としている。
Et al is, the invention of
このように、ドラム回転装置を装軌式車両の走行装置に適用した場合には、電動モータと減速機構とが履帯から外側に突出するのを抑えることができる。この結果、装軌式車両が不整地等を走行する場合にも、電動モータ、減速機構を岩石等の障害物から保護することができ、走行装置の信頼性を高めることができる。 As described above, when the drum rotating device is applied to a traveling device for a tracked vehicle, the electric motor and the speed reduction mechanism can be prevented from protruding outward from the crawler belt. As a result, even when the tracked vehicle travels on rough terrain or the like, the electric motor and the speed reduction mechanism can be protected from obstacles such as rocks, and the reliability of the traveling device can be improved.
以下、本発明に係る建設機械のドラム回転装置の実施の形態を、電動式の油圧ショベルの走行装置に適用した場合を例に挙げ、図1ないし図8を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, the embodiment of the drum rotating device for a construction machine according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8 by taking as an example a case where the drum rotating device is applied to a traveling device of an electric hydraulic excavator.
まず、図1ないし図6は本発明の第1の実施の形態を示している。図中、1は電動式の油圧ショベルを示し、この電動式の油圧ショベル1は、自走可能な下部走行体2と、該下部走行体2上に旋回可能に設けられた後述の上部旋回体7とにより大略構成されている。
First, FIG. 1 to FIG. 6 show a first embodiment of the present invention. In the figure,
ここで、下部走行体2は、センタフレーム3Aと左,右のサイドフレーム3Bとにより構成されたトラックフレーム3を有し、該トラックフレーム3は、本実施の形態における油圧ショベル1の機体を構成するものである。そして、各サイドフレーム3Bの後端側にはスプロケット4が設けられ、各サイドフレーム3Bの前端側にはアイドラ5が設けられ、これらスプロケット4とアイドラ5とには無限軌道を形成する履帯6が巻装されている。
Here, the lower
また、図1及び図3に示すように、サイドフレーム3Bの後端側には、後述の支持部材12を取付けるためのブラケット3Cが突設され、該ブラケット3Cの外周側には、後述の電動モータ14を覆うモータカバー3Dが設けられている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 3, a
7は下部走行体2上に設けられた上部旋回体で、該上部旋回体7は、建屋8とキャブ9とにより大略構成されている。ここで、建屋8は、トラックフレーム3上に旋回可能に取付けられた旋回フレーム8Aと、該旋回フレーム8A上に設けられ、バッテリ、電動機、油圧ポンプ、作動油タンク等(いずれも図示せず)を収容する建屋カバー8Bとにより大略構成されている。また、キャブ9は、旋回フレーム8Aの前部左側に設けられ運転室を画成するものである。
Reference numeral 7 denotes an upper swing body provided on the
10は上部旋回体7の前部側に俯仰動可能に設けられた作業装置である。この作業装置10は、基端側が旋回フレーム8Aにピン結合されたブーム10A、該ブーム10Aの先端側にピン結合されたアーム10B、該アーム10Bの先端側にピン結合されたバケット10C、ブームシリンダ10D、アームシリンダ10E、バケットシリンダ10F等により構成されている。
そして、作業装置10の各シリンダ10D,10E,10Fに対し、建屋カバー8B内に収容された油圧ポンプ(図示せず)から圧油が給排されることにより、作業装置10によって土砂の掘削作業等を行う構成となっている。
And by excavating pressure oil to each
11は本実施の形態によるドラム回転装置の代表例として適用された下部走行体2の走行装置を示している。この走行装置11は、トラックフレーム3を構成する左,右のサイドフレーム3Bにそれぞれ設けられている。そして、走行装置11は、図3及び図4等に示すように、後述の支持部材12、電動モータ14、ドラム15、遊星歯車減速機構21、乾式電磁ブレーキ30等により構成されている。
12は機体となるトラックフレーム3のサイドフレーム3Bに固定して設けられた支持部材で、該支持部材12は、図3ないし図5等に示すように軸方向(左,右方向)に延びる段付きの有蓋円筒状に形成されている。ここで、支持部材12は、軸方向に延びる円筒部12Aを有し、該円筒部12Aの軸方向の一側は開口部12Bとなり、該開口部12Bの周囲には環状なフランジ部12Cが設けられている。そして、図3及び図4に示すように、支持部材12のフランジ部12Cは、サイドフレーム3Bの後端側に突設されたブラケット3Cにボルト13を用いて固定されている。一方、円筒部12Aの軸方向の他側は蓋部12Dとなって閉塞され、該蓋部12Dの中心部には後述の入力軸28が挿通される軸挿通孔12Eが形成されている(図5参照)。
また、円筒部12Aの内周側には、後述の乾式電磁ブレーキ30を収容するブレーキ収容部12Fが設けられている。また、支持部材12をトラックフレーム3に取付けた状態で乾式電磁ブレーキ30よりも上,下方向の上側となる部位には、後述のコネクタ41を収容するコネクタ収容部12Gが設けられている。さらに、円筒部12Aの軸方向他側の外周面には、後述する遊星歯車減速機構21のキャリア25Cが噛合するスプライン部12Hが形成されている。
Further, a
14は支持部材12の軸方向一側となる開口部12B側に取付けられた走行用の電動モータである。ここで、電動モータ14は、図3に示すように、モータケーシング14Aに回転可能に支持され支持部材12内を軸方向に延びた出力軸14Bと、該出力軸14Bの外周側に一体的に設けられたロータ14Cと、ロータ14Cの外周側に配置されたステータ14Dとを備えた交流電動モータにより構成されている。
そして、電動モータ14は、建屋カバー8B内に収容したバッテリからインバータ(いずれも図示せず)等を介して交流に変換された電力が供給(給電)されることにより、出力軸14Bを回転させるものである。また、モータケーシング14Aの上側部位には端子箱14Eが取付けられ、該端子箱14Eを含む電動モータ14は、ブラケット3Cのモータカバー3Dによって覆われている。
And the
15は支持部材12の外周側に回転可能に設けられたドラムを示している。このドラム15は、図3及び図4に示すように、全体として段付きの有蓋円筒状に形成されている。ここで、ドラム15は、軸方向一側が開口部16Aとなった大径な円筒体16と、該円筒体16の軸方向他側に取付けられ内周側に内歯車17Aが形成された円筒状のリングギヤ17と、該リングギヤ17の軸方向他側を液密に閉塞する円板状の蓋体18とにより構成されている。
そして、円筒体16の開口部16Aと支持部材12の円筒部12A外周面との間には複数の軸受19が設けられ、ドラム15は、これら各軸受19を介して支持部材12の円筒部12Aの外周に回転可能に支持されている。また、円筒体16の開口部16Aの周囲には環状なフランジ部16Bが設けられ、該フランジ部16Bには複数のボルト20を用いてスプロケット4が固定されている。
A plurality of
21はドラム15内に収容された遊星歯車減速機構で、該遊星歯車減速機構21は、電動モータ14の出力軸14Bの回転を減速してドラム15に伝達し、該ドラム15を高トルクをもって低速で回転させるものである。ここで、遊星歯車減速機構21は、図4に示すように、後述する3段の遊星歯車機構23,24,25により構成され、ドラム15内に保持された潤滑油22に浸漬されている。これにより、遊星歯車減速機構21は、潤滑油22によって常時潤滑され、長期に亘って円滑に作動する構成となっている。
23は1段目の遊星歯車機構で、該遊星歯車機構23は、リングギヤ17内を軸方向に延びる軸部23Aが一体形成された太陽歯車23Bと、該太陽歯車23Bとリングギヤ17の内歯車17Aとに噛合し、太陽歯車23Bの周囲を自転しつつ公転する複数の遊星歯車23Cと、該各遊星歯車23Cをピン等を介して回転可能に支持するキャリア23Dとにより構成されている。
24は2段目の遊星歯車機構で、該遊星歯車機構24は、1段目のキャリア23Dにスプライン結合された太陽歯車24Aと、該太陽歯車24Aとリングギヤ17の内歯車17Aとに噛合し、太陽歯車24Aの周囲を自転しつつ公転する複数の遊星歯車24Bと、該各遊星歯車24Bをピン等を介して回転可能に支持するキャリア24Cとにより構成されている。
24 is a planetary gear mechanism of the second stage, and the
25は最終段となる3段目の遊星歯車機構で、該遊星歯車機構25は、2段目のキャリア24Cにスプライン結合された太陽歯車25Aと、該太陽歯車25Aとリングギヤ17の内歯車17Aとに噛合する複数の遊星歯車25Bと、該各遊星歯車25Bをピン等を介して回転可能に支持するキャリア25Cとにより構成されている。ここで、キャリア25Cは、支持部材12の軸方向他側の外周面に形成されたスプライン部12Hに噛合することにより、支持部材12に対して回転方向に固定されている。
この結果、3段目の遊星歯車機構25は、各遊星歯車25Bの自転のみをドラム15に伝える構成となっている。このように、遊星歯車減速機構21は、電動モータ14の出力軸14Bの回転を各段の遊星歯車機構23,24,25によって3段減速し、この減速した回転をドラム15のリングギヤ17に伝達する。これにより、ドラム15は大きなトルクをもって回転する構成となっている。
As a result, the third-stage
26は支持部材12内を軸方向に伸長して設けられた連結軸で、該連結軸26は、電動モータ14の出力軸14Bと遊星歯車減速機構21との間を連結するものである。ここで、連結軸26は、図4及び図5に示すように、後述のカップリング27と、入力軸28とにより構成されている。
27は軸方向の一側が電動モータ14の出力軸14Bに連結された円筒状のカップリングで、該カップリング27の外周面には雄スプライン27Aが形成されている。ここで、カップリング27の軸方向一側の内周面には、電動モータ14の出力軸14Bがスプライン結合され、カップリング27の雄スプライン27Aには、後述する乾式電磁ブレーキ30の回転板36が噛合する構成となっている。
28は軸方向の一側がカップリング27の内周面にスプライン結合された入力軸で、該入力軸28の軸方向の他側は、支持部材12の蓋部12Dに形成された軸挿通孔12Eに挿通されている。ここで、入力軸28と支持部材12の軸挿通孔12Eとの間には複数の軸受29が設けられ、入力軸28は各軸受29を介して支持部材12の蓋部12Dに回転可能に支持されている。そして、入力軸28の軸方向他側には、1段目の遊星歯車機構23を構成する太陽歯車23Bに一体形成された軸部23Aがスプライン結合されている。
28 is an input shaft whose one side in the axial direction is splined to the inner peripheral surface of the
30,30は支持部材12内に軸方向に離間して設けられた2個の乾式電磁ブレーキを示している。これら各乾式電磁ブレーキ30は、油圧ショベル1の駐車ブレーキ(ネガティブブレーキ)として作用するものである。即ち、各乾式電磁ブレーキ30は、電動モータ14が停止しているときには出力軸14Bに制動力を付与し、電動モータ14が作動するときには出力軸14Bへの制動を解除するものである。
ここで、各乾式電磁ブレーキ30は、図5及び図6に示すように、カップリング27の外周側に位置して支持部材12のブレーキ収容部12F内に収容され、後述のヨーク部材31、固定板33、回転板36、非回転板37、電磁コイル39等により構成されている。
Here, as shown in FIGS. 5 and 6, each dry
31は乾式電磁ブレーキ30のベースとなるヨーク部材で、該ヨーク部材31は、例えば磁性材料を用いて中心部に軸挿通孔31Aが穿設された厚肉な円板状に形成されている。この場合、各乾式電磁ブレーキ30のヨーク部材31は、それぞれ支持部材12のブレーキ収容部12F内に、開口部12Bから蓋部12Dに向けて同一方向に組込まれ、複数のボルト32(1本のみ図示)を用いて固定されている。そして、ヨーク部材31の軸挿通孔31A内には、連結軸26のカップリング27が隙間をもって挿通されている。
また、ヨーク部材31には、軸挿通孔31Aと同心状をなす環状の凹窪部31Bが形成され、該凹窪部31B内には後述の電磁コイル39が収容されている。さらに、ヨーク部材31には、軸方向に延びる複数の有底穴31C(1個のみ図示)が穿設され、該有底穴31C内には後述のコイルばね38が保持されている。
The
33はヨーク部材31に固定して設けられた固定板で、該固定板33は中空な円板状に形成され、その内周側にはカップリング27が挿通されている。そして、固定板33は、周方向に離間した複数のボルト34と円筒状のガイド35(1個のみ図示)とを用いてヨーク部材31に固定されている。この場合、各ボルト34は、ガイド35内に挿通された状態で先端側をヨーク部材31に螺着することにより、固定板33をヨーク部材31に固定するものである。
36はカップリング27の雄スプライン27Aに噛合した回転板で、該回転板36は、ヨーク部材31と固定板33との間に配置されている。ここで、回転板36は中空な円板状に形成され、その内周側には雌スプライン36Aが形成されている。そして、回転板36は、雌スプライン36Aをカップリング27の雄スプライン27Aに噛合させることにより、カップリング27と一体に回転する構成となっている。
A
37はヨーク部材31と固定板33との間に位置してカップリング27の軸方向に移動可能に設けられた非回転板で、該非回転板37は中空な円板状に形成され、その内周側にはカップリング27が挿通されている。そして、非回転板37は、固定板33との間で回転板36を挟込むものである。ここで、非回転板37は、その外周側にガイド35が挿通されることにより、カップリング27に対して非回転状態で保持され、ガイド35に沿ってカップリング27の軸方向への移動のみが許容されている。
38はヨーク部材31に穿設された複数の有底穴31C(1個のみ図示)内に設けられたコイルばねで、該コイルばね38は、非回転板37を固定板33に向けて常時押圧している。そして、電磁コイル39への給電が行われていないときには、図5に示すように、コイルばね38に押圧された非回転板37が回転板36に摩擦係合することにより、回転板36の回転が規制される。これにより、回転板36にカップリング27を介して連結された電動モータ14の出力軸14Bに対し、制動力を付与することができる構成となっている。
39はヨーク部材31の凹窪部31B内に収容された電磁コイルで、該電磁コイル39は、例えば電動モータ14への給電と同時に給電されることにより励磁され、非回転板37を磁気的に吸着するものである。これにより、図6に示すように、コイルばね38のばね力に抗して非回転板37が回転板36から離間し、非回転板37と回転板36との摩擦係合が解除されることにより、電動モータ14の出力軸14Bに対する制動を解除する構成となっている。
40は支持部材12のブレーキ収容部12F内に形成された空間で、該空間40は、軸方向に離間して設けられた2個の乾式電磁ブレーキ30間に形成されている。そして、各乾式電磁ブレーキ30の電磁コイル39が励磁されるときに発生する熱を、空間40内に放熱することができる構成となっている。
また、2個の乾式電磁ブレーキ30は、電動モータ14と遊星歯車減速機構21との間に位置して支持部材12内に収容されている。これにより、図3に示すように、電動モータ14と遊星歯車減速機構21とを、履帯6の横幅(履帯幅)寸法S内に収めることができる構成となっている。
Further, the two dry
41は支持部材12のコネクタ収容部12G内に収容されたコネクタで、該コネクタ41は、ブレーキ側ソケット41Aと電源側ソケット41Bとからなっている。ここで、ブレーキ側ソケット41Aは、電磁コイル39に接続された内部配線42の先端に取付けられている。また、電源側ソケット41Bは、電源(図示せず)に接続された外部配線43の先端に取付けられている。そして、コネクタ41は、ブレーキ側ソケット41Aと電源側ソケット41Bとを接続することにより、乾式電磁ブレーキ30の電磁コイル39を電源に接続するものである。
この場合、支持部材12のコネクタ収容部12Gは、乾式電磁ブレーキ30よりも上,下方向の上側となる部位に設けられている。従って、コネクタ収容部12G内にコネクタ41を収容することにより、支持部材12と電動モータ14との取付部位から支持部材12内に雨水等が浸入したとしても、この雨水等がコネクタ41に付着するのを抑えることができる構成となっている。
In this case, the
44はドラム15を構成する円筒体16の開口部16Aと支持部材12との間を液密にシールする第1のシール部材としてのフローティングシールである。このフローティングシール44は、図4等に示すように、開口部16Aと支持部材12との間に全周に亘って環状に設けられている。そして、フローティングシール44は、固定された支持部材12と回転するドラム15との間をシールし、軸受19、遊星歯車減速機構21等を潤滑する潤滑油22をドラム15内に封止するものである。
45は支持部材12の蓋部12Dと連結軸26との間を液密にシールする第2のシール部材としての断面U型のシールリングである。このシールリング45は、蓋部12Dに形成された軸挿通孔12Eと連結軸26の入力軸28との間に設けられている。そして、シールリング45は、軸挿通孔12Eと入力軸28との間をシールすることにより、ドラム15内に保持された潤滑油22が、支持部材12のブレーキ収容部12F内に流入するのを阻止するものである。
本実施の形態による油圧ショベル1の走行装置11は上述の如き構成を有するもので、以下、その作動について説明する。
The traveling
まず、走行装置11の電動モータ14への給電が行われず、該電動モータ14が停止しているときには、各乾式電磁ブレーキ30の電磁コイル39に対する給電も行われない。この場合には、図5に示すように、非回転板37が、コイルばね38に押圧されることにより固定板33との間で回転板36を挟込み、該回転板36に摩擦係合する。これにより、回転板36の回転が規制されるので、回転板36にカップリング27を介して連結された電動モータ14の出力軸14Bに制動力を付与することができ、これを油圧ショベル1の駐車ブレーキ(ネガティブブレーキ)として作動させることができる。
First, when the electric power is not supplied to the
一方、油圧ショベル1を走行させるため、走行装置11の電動モータ14への給電を行ったときには、コネクタ41等を介して各乾式電磁ブレーキ30の電磁コイル39に対する給電も行われる。この場合には、電磁コイル39が励磁されることにより、図6に示すように、非回転板37が、コイルばね38のばね力に抗して電磁コイル39に磁気的に吸着される。このため、非回転板37と回転板36との摩擦係合が解除され、電動モータ14の出力軸14Bに対する制動を解除することができる。
On the other hand, when power is supplied to the
これにより、電動モータ14の出力軸14Bが回転し、この出力軸14Bの回転は、遊星歯車減速機構21によって3段減速された状態でドラム15に伝達される。この結果、ドラム15の円筒体16に固定されたスプロケット4は、ドラム15と一体となって大きなトルクをもって回転し、このスプロケット4に噛合した履帯6がアイドラ5との間で周回駆動することにより、油圧ショベル1が走行する。
As a result, the
かくして、本実施の形態によれば、支持部材12とドラム15(円筒体16)の開口部16Aとの間をフローティングシール44によって液密にシールし、支持部材12の蓋部12Dに設けた軸挿通孔12Eと連結軸26(入力軸28)との間をシールリング45によって液密にシールしている。これにより、2個の乾式電磁ブレーキ30を、ドラム15内に収容された引火性のある潤滑油22から隔絶した状態で支持部材12内に収容することができる。従って、乾式電磁ブレーキ30を用いて、電動モータ14が停止しているときには連結軸26に制動を与え、電動モータ14が回転しているときには連結軸26に対する制動を解除することができる。
Thus, according to the present embodiment, the space between the
また、各乾式電磁ブレーキ30を、電動モータ14と遊星歯車減速機構21とが取付けられた支持部材12内にコンパクトに収容することができるので、乾式電磁ブレーキ30を備えた走行装置11全体を小型化することができる。
Further, since each dry
これにより、図3に示すように、電動モータ14と遊星歯車減速機構21とを、履帯6の横幅(履帯幅)寸法S内に収めることができ、電動モータ14あるいは遊星歯車減速機構21が履帯6から外側に張り出すのを抑えることができる。従って、油圧ショベル1が不整地等を走行する場合に、電動モータ14、遊星歯車減速機構21を岩石等の障害物から保護することができ、走行装置11の信頼性を高めることができる。
Thus, as shown in FIG. 3, the
また、走行装置11に電動モータ14を用いることにより、例えば油圧ポンプからの圧油によって駆動される油圧モータを用いる場合に比較して、油圧ポンプを駆動するためのエンジンを不要とすることができる。従って、油圧ショベル1の走行時にエンジンに起因して排気ガス、騒音等が発生する事態を抑えることができ、作業環境を良好に保つことができる。
Further, by using the
また、本実施の形態では、支持部材12のブレーキ収容部12F内に軸方向に離間して2個の乾式電磁ブレーキ30を設ける構成としている。これにより、電動モータ14が停止しているときに、その出力軸14Bに対し2個の乾式電磁ブレーキ30によって大きな制動力を付与することができ、油圧ショベル1を確実に停止(駐車)させておくことができる。
In the present embodiment, two dry
しかも、2個の乾式電磁ブレーキ30間に空間40を形成することにより、各乾式電磁ブレーキ30の電磁コイル39が励磁されるときに熱が発生したとしても、この熱を空間40内に効率良く放熱することができる。これにより、乾式電磁ブレーキ30の耐久性を高めることができ、走行装置11の信頼性を高めることができる。
Moreover, by forming the
また、2個の乾式電磁ブレーキ30をそれぞれ支持部材12に固定する構成としたので、予め支持部材12内に各乾式電磁ブレーキ30を組込んだ状態で、該支持部材12に電動モータ14を取付けることができ、その組立て時の作業性を高めることができる。
Further, since the two dry
この場合、2個の乾式電磁ブレーキ30は、それぞれ支持部材12のブレーキ収容部12F内に、開口部12Bから蓋部12Dに向けて同一方向に組込まれ、複数のボルト32を用いて固定される。この結果、各乾式電磁ブレーキ30の組付方向を共通化することができ、これら各乾式電磁ブレーキ30を支持部材12に組付けるときの作業性も高めることができる。
In this case, the two dry
また、電動モータ14の出力軸14Bと遊星歯車減速機構21との間を連結する連結軸26を、カップリング27と入力軸28とにより構成している。これにより、例えば遊星歯車減速機構21に入力軸28を連結した状態で、当該入力軸28と電動モータ14の出力軸14Bとをカップリング27によって容易に連結することができ、その作業性を高めることができる。
In addition, a connecting
さらに、支持部材12内には、乾式電磁ブレーキ30よりも上側となる部位にコネクタ収容部12Gを設けている。そして、このコネクタ収容部12G内には、乾式電磁ブレーキ30の電磁コイル39に接続された内部配線42と給電用の外部配線43とを接続するコネクタ41を収容している。この結果、支持部材12と電動モータ14との取付部位から支持部材12内に雨水等が浸入したとしても、この雨水等がコネクタ41に付着するのを抑えることができ、乾式電磁ブレーキ30の信頼性を高めることができる。
Further, in the
次に、図7は本発明の第2の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、支持部材内に設けられる2個の電磁ブレーキのうち一方を支持部材に取付け、他方を電動モータに取付けたことにある。なお、本実施の形態では上述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that one of two electromagnetic brakes provided in the support member is attached to the support member, and the other is an electric motor. It is in having installed in. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図中、51は本実施の形態によるドラム回転装置が適用された走行装置を示し、該走行装置51は、上述した第1の実施の形態による走行装置11とほぼ同様に、支持部材12、電動モータ14、ドラム15、遊星歯車減速機構21、2個の乾式電磁ブレーキ30,52等により構成されている。
In the figure,
しかし、一方の乾式電磁ブレーキ30が支持部材12に取付けられ、他方の乾式電磁ブレーキ52が電動モータ14のモータケーシング14Aに取付けられる点が第1の実施の形態とは異なっている。
However, the point that one dry
52は乾式電磁ブレーキ30と共に支持部材12のブレーキ収容部12F内に設けられた乾式電磁ブレーキで、該乾式電磁ブレーキ52は、乾式電磁ブレーキ30と同様に、ヨーク部材31、固定板33、ガイド35、回転板36、非回転板37、コイルばね38、電磁コイル39等により構成されている。
そして、固定板33、ガイド35、ヨーク部材31に複数のボルト53(1本のみ図示)を挿通し、該各ボルト53を電動モータ14のモータケーシング14Aに螺着することにより、乾式電磁ブレーキ52を支持部材12内に固定して設ける構成としている。
Then, a plurality of bolts 53 (only one is shown) are inserted into the fixing
本実施の形態による走行装置51は上述の如き構成を有するもので、その作動については上述した第1の実施の形態によるものと格別差異はない。
The traveling
然るに、本実施の形態によれば、支持部材12内に設けられる2個の乾式電磁ブレーキ30,52のうち一方の乾式電磁ブレーキ30を支持部材12に取付け、他方の乾式電磁ブレーキ52を電動モータ14のモータケーシング14Aに取付ける構成としたので、乾式電磁ブレーキ30,52間に大きな空間54を形成することができ、各乾式電磁ブレーキ30,52の放熱を一層促進することができる。
However, according to the present embodiment, one of the two dry
次に、図8は本発明の第3の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、電動モータの出力軸と減速機構との間を連結する連結軸を、単一部材によって構成したことにある。なお、本実施の形態では上述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention, and the feature of this embodiment is that a connecting shaft that connects between the output shaft of the electric motor and the speed reduction mechanism is constituted by a single member. There is. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図中、61は支持部材12内を軸方向に伸長して設けられた連結軸で、該連結軸61は、電動モータ14の出力軸14Bと遊星歯車減速機構21との間を連結するものである。ここで、連結軸61は、軸方向の一側がカップリング部61Aとなり、軸方向の他側が入力軸部61Bとなった単一部材として構成されている。
In the figure, 61 is a connecting shaft provided extending in the axial direction in the
そして、カップリング部61Aは、電動モータ14の出力軸14Bに連結され、カップリング部61Aの外周面には、乾式電磁ブレーキ30の回転板36が噛合する雄スプライン61Cが形成されている。また、入力軸部61Bは、1段目の遊星歯車機構の軸部23Aにスプライン結合され、軸受29を介して支持部材12の蓋部12Dに回転可能に支持されている。
The
本実施の形態は、上述の如きカップリング部61Aと入力軸部61Bとが一体形成された連結軸61を備えたもので、その他の構成については第1の実施の形態によるものと同一である。
The present embodiment includes a connecting
なお、上述した各実施の形態では、3段減速の遊星歯車減速機構21を用いた場合を例に挙げている。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば1段減速、2段減速、または4段以上の減速段をもった遊星歯車減速機構を用いる構成としてもよい。
In each of the above-described embodiments, the case where the planetary
さらに、上述した各実施の形態では、ドラム回転装置として油圧ショベル1の走行装置11,51を例に挙げて説明している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば油圧クレーンに搭載されるロープウインチ装置にも適用することができる。この場合は、ドラムは、その外周にロープを巻取るための巻取りドラムとして構成すればよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the traveling
3 トラックフレーム3 Track frame
4 スプロケット4 Sprocket
6 履帯6 tracks
11,51 走行装置11, 51 traveling device
12 支持部材12 Support members
12F ブレーキ収容部12F Brake compartment
12G コネクタ収容部12G connector housing
14 電動モータ14 Electric motor
14B 出力軸14B output shaft
15 ドラム15 drums
21 遊星歯車減速機構21 Planetary gear reduction mechanism
26,61 連結軸26,61 connecting shaft
27 カップリング27 Coupling
27A 雄スプライン27A Male spline
28 入力軸28 Input shaft
30,52 乾式電磁ブレーキ30,52 Dry electromagnetic brake
36 回転板36 Rotating plate
36A 雌スプライン36A female spline
37 非回転板37 Non-rotating plate
39 電磁コイル39 Electromagnetic coil
41 コネクタ41 connector
42 内部配線42 Internal wiring
43 外部配線43 External wiring
44 フローティングシール(第1のシール部材)44 Floating seal (first seal member)
45 シールリング(第2のシール部材)45 Seal ring (second seal member)
61A カップリング部61A Coupling part
61B 入力軸部61B Input shaft
Claims (5)
該支持部材の軸方向一側に設けられ、外部から給電されることにより該支持部材に向けて延びる出力軸を回転させる電動モータと、
軸方向の一側が開口し軸方向の他側が閉塞された筒状に形成され、軸方向の一側が前記支持部材の外周に軸受を介して回転可能に支持されたドラムと、
該ドラム内に潤滑油に浸漬した状態で収容された1段または複数段の減速段を有し、入力された回転を減速し該ドラムを回転する減速機構と、
前記支持部材内を軸方向に伸長して設けられ、軸方向の一側が前記電動モータの出力軸に連結され、軸方向の他側が前記支持部材の蓋部に回転可能に支持されると共に前記減速機構に連結された連結軸と、
前記支持部材内に収容して設けられ、前記電動モータが停止しているときに前記連結軸に制動を与え、前記電動モータが回転しているときに前記連結軸への制動を解除するネガティブ型の乾式電磁ブレーキと、
前記支持部材とドラムの一側端の開口部との間を液密にシールする第1のシール部材と、
前記支持部材の蓋部と連結軸との間を液密にシールする第2のシール部材とを備え、
前記乾式電磁ブレーキは前記連結軸の軸方向に離間して2個設けたことを特徴とする建設機械のドラム回転装置。A support member that is formed in a cylindrical shape that is closed on one side in the axial direction and closed on the other side in the axial direction, and fixed to the machine body of the construction machine;
An electric motor which is provided on one side in the axial direction of the support member and rotates an output shaft extending toward the support member by being supplied with power from outside;
A drum in which one side in the axial direction is opened and the other side in the axial direction is closed, and the one side in the axial direction is rotatably supported on the outer periphery of the support member via a bearing;
A reduction mechanism that has one or a plurality of reduction stages accommodated in the drum soaked in lubricating oil, decelerates the input rotation, and rotates the drum;
The support member is provided so as to extend in the axial direction, one side in the axial direction is connected to the output shaft of the electric motor, the other side in the axial direction is rotatably supported by the lid portion of the support member, and the deceleration is performed. A connecting shaft connected to the mechanism;
A negative type that is housed in the support member and applies braking to the connecting shaft when the electric motor is stopped, and releases braking to the connecting shaft when the electric motor is rotating. With a dry electromagnetic brake,
A first seal member for liquid-tightly sealing between the support member and an opening at one end of the drum;
A second seal member for liquid-tightly sealing between the lid portion of the support member and the connecting shaft;
A drum rotating device for a construction machine, wherein two dry electromagnetic brakes are provided apart from each other in the axial direction of the connecting shaft.
前記乾式電磁ブレーキは、前記カップリングのスプライン部に噛合し該カップリングと一体に回転する回転板と、前記カップリングの軸方向に移動可能に設けられ該回転板と摩擦係合する非回転板と、外部からの給電によって該非回転板と前記回転板との摩擦係合を解除する電磁コイルとを備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の建設機械のドラム回転装置。The coupling shaft has a coupling in which one side in the axial direction is connected to the output shaft of the electric motor and a spline portion is provided on the outer peripheral surface, and one side in the axial direction is connected to the coupling, and the other side in the axial direction is the deceleration. An input shaft coupled to the mechanism,
The dry electromagnetic brake includes a rotating plate that meshes with a spline portion of the coupling and rotates integrally with the coupling, and a non-rotating plate that is provided so as to be movable in the axial direction of the coupling and frictionally engages with the rotating plate. When construction machine drum rotating apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that an electromagnetic coil for releasing the frictional engagement between the rotating plate and the non-rotating plate by the power supply from the outside.
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